高中物理第五章曲线运动5.7竖直面内圆周运动的临界问题.pptxVIP

专题：竖直平面内圆周运动

临界问题

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水流星

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翻滚过山车

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水流星模型简化

把绳换成轻杆

轻绳类

过山车模型简化

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如图所表示，一质量为m小球，用长为L细绳系住，使其在竖直面内作圆周运动。若小球恰好能经过最高点，则小球受力情况怎样？小球在最高点速度是多少？

模型一、轻绳类

解：小球恰好过最高点时仅受重力作用,

由牛顿第二定律有：

小球经过最高点条件：

小球在最低点受力情况呢？

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练习：如图所表示，一质量为m小球，在半径为R光滑轨道上，使其在竖直面内作圆周运动.若小球恰好能经过最高点，则小球受力情况怎样？小球在最高点速度是多少？

0

v0

小球经过最高点条件：

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练习：绳系着装有水水桶，在竖直面内做圆周运动，水质量m＝0.5kg，绳长L＝40cm，求：（g=10m/s2）

（1）最高点水不流出最小速率;

（2）水在最高点速率v＝3m/s时，水对桶底压力.

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如图所表示，一质量为m小球，用长为L轻杆固定住，使其在竖直面内作圆周运动.若小球恰好能经过最高点，则小球受力情况怎样？小球在最高点速度是多少？

模型二、轻杆类

速度大

速度小

mg

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mg

小球经过最高点条件：

v≥0

v↓↑→F↓↑

当v=0时，F=mg，所以有支撑力情况下小球能经过最高点速度为v≥0

v↓→F↑，

小球在最低点受力情况呢？

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练习：如图所表示，一质量为m=1kg小球，用长为L=0.4m轻杆固定住，使其在竖直面内作圆周运动.g=10N/kg.

（1）若小球经过最高点时速度为1m/s，求小球对轻杆作用力。

（2）若小球经过最高点时速度为3m/s，求小球对轻杆作用力。

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练习：（双）如图所表示，小球在竖直放置光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径r,则以下说法正确是()

A.小球经过最高点时最小速度

B.小球经过最高点时最小速度vmin=0

C.小球在水平线ab以下管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力

D.小球在水平线ab以上管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力

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v≥0

小结：

小球经过最高点条件：

轻绳类

轻杆类

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课后习题

1、一光滑半径为R半圆形轨道放在水平面上，一个质量为m小球以以某一速度冲上轨道然后从轨道B处飞出，最终落在水平面上，已知小球落地点c距B处距离为3R。球小球对轨道B处压力多大?

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2、(双)长为L轻杆一端固定一个小球，另一端固定在光滑水平轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动，关于小球在过最高点速度,以下叙述中正确是

A．v极小值为

B．v由零逐步增大，向心力也逐步增大

C．当由值逐步增大时，杆对小球弹力也逐步增大

D．当由值逐步减小时，杆对小球弹力也逐步减小

O

杆

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3、如图所表示，在倾角为α=30°光滑斜面上，有一根长为L=0.8m细绳，一端固定在O点，另一端系一质量为m=0.2kg小球，沿斜面作圆周运动，试计算：（重力加速度g=10m/s2）

（1）小球经过最高点A最小速度．

（2）若细绳抗拉力为Fmax=10N，小球在最低点B最大速度是多少

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